Relativitätstheorie3Wiederholung:

Zug bevor er beschleunigt.

Relativitätstheorie3

Beobachter und Helfer, die sich lediglich in der Zeit bewegen.

Maschinist und Helfer, die sich mit sehr hoher Geschwindigkeit durch den Raum bewegen.

Desynchronisierung der Uhren, alle Uhren haben nur die halbe Ganggeschwindigkeit.

2 Linien, waagrecht die Beobachter, schräg die Zugfahrer.

Wenn die Lokomotive den Beobachter passiert, lesen Beobachter B und Maschinist M 1.1.1984 ab.

Die Uhr des Beobachters ist um 1/2 Jahr weitergegangen. Der M1 des Maschinisten, der gerade den Beobachter B (räumlich) trifft, und dessen Uhr 1.1.85 anzeigt, liest beim B 1.6.84 (Uhr geht 6 Monate nach).

Es ist 1 Jahr nach Abfahrt des Zuges für den Beobachter vergangen. Die Uhr des Beobachters B zeigt 1.1.85. Der Helfer des Beobachters B1 trifft (räumlich) den Maschinisten M. Während die Uhr von B1 den 1.1.85 anzeigt, liest er bei der Uhr des Maschinisten M 1.6.84 (Uhr geht 6 Monate nach).

Relativitätstheorie3Es ist bekannt, dass alle physikalischen Größen sich mit Hilfe von lediglich 3 physikalischen Maßen ausdrücken lassen.

Raum - Zeit - Masse

Relativitätstheorie3Impuls = Masse x Geschwindigkeit

Wenn ich mich als Beobachter mit hoher Geschwindigkeit vorbei bewege, während das Auto in die Mauer fährt, so sehe ich wegen des Relativitätseffektes das Auto in Zeitlupe. (Zeit vergeht langsamer)

Dann dürfte ich aber die Mauersteine nicht fliegen sehen, denn durch die geringe Geschwindigkeit muss der Impuls viel geringer sein.

Denkste! Die Wirkung bleibt gleich, sonst würde ich ein anderes Ereignis sehen.

Das heißt: Die Masse wird größer !!!

Relativitätstheorie3Eigentlich ist zu beachten:

Impuls = Masse x Geschwindigkeits(zuwachs) (-verringerung)

Geschwindigkeitszuwachs nennt man Beschleunigung.

Geschwindigkeitsverringerung nennt man Abbremsung

Geschwindigkeit = Beschleunigung (Abbremsung) x Zeit

Beschleunigung =Geschwindigkeit /Zeit

Impuls wird in der Physik als Kraft bezeichnet:

Kraft = Masse x Beschleunigung Kraft = Masse x Beschleunigung

= Masse x Geschwindigkeit/Zeit= Masse x Geschwindigkeit/Zeit

Relativitätstheorie3

Energie = Kraft x Weg

Energie=MassexGeschwindigkeit/Zeit x GeschwindigkeitxZeit

Energie=Masse x Geschwindigkeit x Geschwindigkeit

Wenn ich die größtmögliche Geschwindigkeit nehme, nämlich die Lichtgeschwindigkeit, hängt die Energie unmittelbar mit der Masse zusammen. Diese Beziehung ergibt die berühmte Formel:

E = m . c²

Relativitätstheorie3Ein Beispiel:

Wenn sich ein Förderband mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, während die von ihm transportierte Sandmasse ständig zunimmt, dann wird ein Motor erforderlich, der auf das Band eine Kraft ausübt und es in Bewegung hält.

Wenn die Geschwindigkeit, mit der der Sand auf das Band aufgebracht wird, konstant ist, dann ist die für die Aufrechterhaltung der Bandgeschwindigkeit erforderliche Kraft der Bandgeschwindigkeit proportional.

Relativitätstheorie3Kraft = Bandgeschwindigkeit (vb) x Füllgeschwindigkeit(vf)

vb = Bandgeschwindigkeit

vf = Masse(m) / Zeit(t) (z.B.: Gramm Sand pro Sekunde)

Weiters ist ja bekannt:

Energie = Kraft x Weg

Energie = vb x vf x vb x t

Energie = vb x m/t x vb x t

Energie = vb x m x vb

Energie = x m x vb x vb

Energie = m x vb²

Je größer die Bandgeschwindigkeit, umso größer die Energie bei gleichbleibender Masse.

Je größer die Masse, umso größer die Energie bei gleichbleibender Geschwindigkeit.

Um die Energie zu vergrößern, muss entweder die Bandgeschwindigkeit oder die Masse vergrößert werden. Da die Bandgeschwindigkeit maximal der Lichtgeschwindigkeit werden kann, bekomme ich auf einmal eine direkte Beziehung zwischen Energie und Masse. E=m.c². Amen.

Relativitätstheorie3

Um eine reale Vorstellung für diese Beziehung zu bekommen, eine Rechnung:

1 000 000 000 000 Meterkilopond entspricht ca 0,1 Gramm Masse.

(1 mkp = Energie um 1 kg 1 Meter hochzuheben)